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【文献解读】核磁共振技术在肉品研究中的应用

【文献解读】核磁共振技术在肉品研究中的应用

介绍:

畜禽屠宰后,鲜肉仍保持细胞结构,其水分主要 分布在肌原纤维内、肌原纤维与细胞膜之间、肌细胞之间以及肌束之间。肌肉组织的自身结构和鲜肉的处理方法会对肉中水分分布产生影响,并最终影响鲜肉的保水性,因而生鲜肉在成熟、保鲜贮藏过程中的水分变化受到广泛关注。
低场核磁共振(lowfield NMR,LF-NMR)是一种快速、无损的分析检测技术,可以通过测定肉品中氢原子核在磁场中的弛豫特性来确定肉品中水分的不同状态,因而在肉品领域已有诸多研究,主要集中在以下3个方面:
1)测定肉与肉制品中不同状态水分的分布和迁移;
2)结合其他指标判断肉的食用品质和加工品质;
3)进行注水、注胶肉的鉴伪,异质肉的鉴别和肉品新鲜度检测。

1.

文献结论:肉中不易流动水、自由水与肉的持水力、保水性、风味等品质指标相关。从相关性分析可以看出牦牛肉在贮藏过程中,物理化学性质的变化常伴随着肉中水分子流动性的变化。可利用T2弛豫时间进行不同贮藏时间下牦牛肉品质的评定。

牦牛肉指标间的相关性分析


牦牛肉指标间的相关性分析

文献出处:袁乙平,李靖,马螈小等,低场核磁结合理化指标分析低温贮藏真空包装牦牛肉的品质[J].食品工业科技,2019,40(06):31-36.

2.

文献结论:通过对牛肉品质指标与核磁共振参数T2的相关性分析,发现T22与各品质参数均有强的相关性,因此可根据T22 变化表征牛肉品质变化。
通过核磁成像实验发现,-10℃贮藏牛肉干耗现象严重,肉的保水性差,不利于牛肉的长期贮藏。基于水分损失和经济成本考虑,牛肉尽量在Tg以下贮藏,控制在-15~-20℃ 左右为宜。
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LF-NMR T2与测量指标的相关系数


LF-NMR T2与测量指标的相关系数

不同贮藏温度和时间下牛肉的核磁成像


不同贮藏温度和时间下牛肉的核磁成像


文献出处:马莹,杨菊梅,王松磊等,基于LF_NMR及成像技术分析牛肉贮藏水分含量变化[J].食品工业科技,2018,39(02) :278-284.

3.

文献结论:不同的解冻方式对冻猪肉的横向弛豫时间T2的影响也不尽相同。冻猪肉解冻过程中发生了不同水分群之间的水分迁移。
LF-NMR T2弛豫的水分分布情况显示,解冻方式对 猪肉中不同水分群间的迁移具有显著影响,冷藏解冻使冻猪肉中的不易流动水向自由水进行迁移,微波-1解冻则使冻猪肉中的自由水向不易流动水进行迁移,而微波-2解冻更倾向于使不易流动水向结合水迁移。

肉样横向弛豫时间T2变化的三维瀑布图


肉样横向弛豫时间T2变化的三维瀑布图

不同解冻方式下肉样横向弛豫时间T2的变化


不同解冻方式下肉样横向弛豫时间T2的变化


文献出处:程天赋,蒋奕,张翼飞等 ,基于低场核磁共振研究不同解冻方式对冻猪肉食用品质的影响[J].食品科学,2019,40(07):20-26.

案例分析:


下面我们通过一个最新的案例,来了解整个研究过程的思路和模式。


文献来源:程天赋,俞龙浩,蒋奕等,基于低场核磁共振探究解冻过程中肌原纤维水对鸡肉食用品质的影响[J].食品科学,2019,40(09),16-22.


本文研究旨在基于低场核磁共振横向弛豫时间T2分析解冻过程中肌原纤维水的分布及流动性与鸡肉食用品质间的关联性。

研究思路:

冷鲜鸡胸肉(宰后32 h)为对照,采用冷藏解冻、微波解冻(微波-1、微波-2)与超声解冻(180、200 W) 5 种不同方式解冻中心温度为-20 ℃的冻结鸡胸肉,测定肉样T2、品质特性指标并分析它们之间的相关性。

肉样横向弛豫时间T2变化的三维瀑布图化


肉样横向弛豫时间T2变化的三维瀑布图

不同解冻方式下肉样横向弛豫时间T2的变化表


不同解冻方式下肉样横向弛豫时间T2的变化表


解冻方式对T22峰顶点时间和T22峰比例有显著影响(P<0.05)。与对照组相比,冷藏解冻和200W超声解冻肉样的T22峰顶点时间显著延长(P<0.05)(表),峰值右移(图)。
其他3组解冻肉样之间T22峰顶点时间无显著差异,但两组微波解冻肉样的T22有左移的趋势。5组解冻肉样的T22峰比例与对照组相比均显著下降,其中微波-2解冻肉样与对照组相比差异显著(P<0.050),其余4组与对照组相比差异极显著(P<0.01)。
该结果说明解冻过程会降低冻鸡肉肉样肌水中的不易流动水含量。

结论:


品质方面:从解冻过程中肌水对鸡胸肉品质影响的角度考虑,微波-2解冻技术更适合冷冻鸡胸肉的解冻。
水分迁移:结果表明结合水、不易流动水含量与肉样的WHC、嫩度和多汁性评分呈极显著正相关(P<0.01),与解冻损失率、蒸煮损失率和剪切力呈极显著负相关(P<0.01);自由水与这些指标的相关性与之相反。
冷藏解冻、微波-1解冻与两组超声解冻肉样出现较为明显的不易流动水向自由水迁移的现象,且肉品质均显著变差;而微波-2解冻对鸡胸肉品质的负面影响最小,肌水水分群中还出现了强结合水水分群,并且微波解冻具有解冻速度快的天然优势。


核磁共振( nuclear magnetic resonance, NMR)可以提供关于水质子与蛋白质中可交换质子之间相互作用的直接信息,从而提供肌水的化学物理状态。

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